Петроситаллы класса сикамов

Подробное описание проекта

Петроситаллы класса сикамов теоретически разработаны и практически доказаны в нашей научной школе, что подтверждено многочисленными авторскими свидетельствами, патентами. Имеется товарный знак, медали с выставок. Технологии двух типов (кристаллизация  сверху, т.е. из расплава и кристаллизация снизу, т. е. из  закаленного стекла) отличаются от известных высокой скоростью фазовых превращений, включая объемное зародышеобразование и рост кристаллов одной фазы. Отсюда низкая энергоемкость.
Историческая справка
Принципиально технология является развитием особенностей технологии каменного литья. Известно, что производство литых изделий из плавленых горных пород (базальтов, диабазов и т.п.) началось в 90-х годах XIX в. во Франции. В настоящее время широко распространено во всех промышленно развитых странах. Материалы, получаемые методами каменного литья, имеют хорошие механические и химические свойства. Обычно они слагаются несколькими минеральными фазами, среди них основные: плагиоклаз основного состава (обычно лабрадор), пироксен (типа авгита), магнетит и некоторые другие. Они нашли применение в различных отраслях на участках, где обычно требуется противодействие абразивному истиранию в сочетании с высокой химической стойкостью. В СССР было 8 действующих предприятий, сейчас – одно.
Полезные свойства этих изделий оказались более высокими, когда в технологии камнелитейного производства начали использовать метод получения ситаллов. Так в 50-х годах в РХТУ под руководством акад. И.И. Китайгородского появились шлакоситаллы, которые были реализованы в промышленных вариантах на двух предприятиях страны, точнее нынешней Украины. По минеральному составу они многоминеральные. Основными являются пироксены, форстерит, мелилит, анортит и волластонит.
С 70-х годов в ТГУ (НИЛ кинетики минералообразования и кристаллофизики) в рамках госбюджетных заданий, межвузовской научно-технической программы «Комплексное использование природных ресурсов» и многочисленных хоздоговорных соглашений нами началась разработка петроситаллов класса сикамов.

Этапы производства
Производство мономинеральных петроситаллов класса сикамов включает три этапа:
1.Расчет мономинеральной шихты на основе химических составов горных пород, пробоподготовка;
2.Плавление приготовленной шихты в стекловаренной печи, получение гомогенного отформованного стекла;
3.Термическая обработка изделий, приводящая к существенной кристаллизации стекла и переходу его в стеклокристаллический материал. Оптимальным является двухстадийный режим термообработки.
Каждая стадия отвечает за определенную ступень процесса. На первой стадии термообработки в области низких температур  в объеме стекла формируются центры нуклиации, на второй – образование и агрегация вокруг центров субмикро - и наноагрегатов заданного состава моноклинного пироксена. Размер кристаллов не превышает 0,5-1 мкм.
Существенно малый размер кристаллов, сравнительно небольшое различие коэффициентов расширения и плотностей кристаллической и стеклообразной фаз, хорошее сцепление кристаллов со стекловидной как бы структурной связкой в совокупности обеспечивают повышенные прочностные и химические свойства петроситаллов класса сикамов. А также весьма весомый экономический эффект, так как в отличие от шлакоситаллов и других петроситаллов они не содержат в своем составе вредных газов (фториды, хлориды- обычные добавки).

Сферы применения
Петроситаллы класса сикамов по результатам технических исследований и экспериментальных данных могут иметь широкое применение, включая промышленное, сельское и городское строительство. Это наружная облицовка стеновых панелей, внутренняя облицовка стеновых панелей промышленных  и общественных зданий, перегородки, полы промышленных, некоторых жилых и общественных зданий, отдельных специальных сооружений. Фасонные изделия – лотки, карнизы, плинтусы, подоконники, кровельные покрытия.
Вторая сфера применения – защита оборудования от химически агрессивных и абразивных воздействий (например, шлако-золопроводы, скрубберы, трубы Вентури на ГГЭС и ТЭЦ, лотки, бункеры, эстакады в химической, угольной, горнорудной, коксохимической и др. отраслях хозяйства, лотки на скотофермах и пр.).
Третья сфера – футеровка высокотемпературных газоходов с непродолжительным временем агрессивного действия.
Четвертая сфера применения – автодороги и железнодорожные скоростные магистрали в районах крайнего севера на территориях с болотами и многолетнемерзлыми грунтами при создании инновационных инженерных инфраструктур и обустройстве площадок для добычи в Заполярье углеводородного сырья.
Проведены заводские опытно-промышленные испытания технологий и материалов. В качестве исходного сырья  используются основные эффузивные породы Томской, Кемеровской областей, месторождение известняков «Каменское» Томского района, вскрышные базальтоиды  золоторудного месторождения Полярного Урала «Новогоднее –Монто» ЯНАО и многие другие объекты. Планируемая локализация производства строительного материала: Томский район, Моряковка, Лучаново;  п. Харп, г. Н. Уренгой, ст. Коротчаево ЯНАО.

Степерь проработки проекта: ОТР/ОКР

Развитие проекта:

проведение испытаний

Наличие защиты результатов интеллектуальной деятельности

Категория

  1. Строительство